JP2008172099A - Core for antenna, and antenna - Google Patents

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JP2008172099A JP2007004993A JP2007004993A JP2008172099A JP 2008172099 A JP2008172099 A JP 2008172099A JP 2007004993 A JP2007004993 A JP 2007004993A JP 2007004993 A JP2007004993 A JP 2007004993A JP 2008172099 A JP2008172099 A JP 2008172099A
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Nobuhiro Maruko
展弘 丸子
Kunihiro Inada
邦博 稲田
Takehiko Onomi
毅彦 尾身
Mitsunobu Yoshida
光伸 吉田
Hiroshi Watanabe
洋 渡辺
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Mitsui Chemicals Inc
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Mitsui Chemicals Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently and inexpensively provide a core for an antenna ensuring high performance and easy form processing, which is used for a small and high sensitive coil antenna. <P>SOLUTION: This invention relates to the core for the antenna which is used for the coil antenna and is formed by using soft magnetism metal powder as a binding material and by using resin, wherein any insulated treatment is not applied to the soft magnetism metal powder itself and a filling factor of the soft magnetism metal powder is raised to the extent that the soft magnetism metal powders electrically conduct. As a result, an effectual permeability of the core for the antenna is improved beyond a loss caused by an eddy current and a high L value is realized with a small number of coil turns. As it is unnecessary to apply the insulated treatment to the soft magnetism metal powder, the core for the antenna ensuring high performance and easy form processing can be inexpensively provided. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は小型のコイルアンテナに用いるアンテナ用コアに関する。更に詳しくは、長波(LF)帯と呼ばれる30〜200kHzの範囲の周波数の電波に対して特に好適に用いられる、アンテナ用コア、及び該アンテナ用コアに導線を巻回してなるコイルアンテナに関する。   The present invention relates to an antenna core used for a small coil antenna. More specifically, the present invention relates to an antenna core and a coil antenna formed by winding a conductor around the antenna core, which is particularly preferably used for radio waves having a frequency in a range of 30 to 200 kHz called a long wave (LF) band.

形状加工が容易であることから、樹脂を結着材として用いて軟磁性金属粉末を成形したアンテナ用コアが知られている。
一般に、アンテナ用コアの特性を向上させるためにはコアを形成する軟磁性金属粉末の充填率を高くすることが効果的である。しかし軟磁性金属粉末同士が接触して電気的に導通した状態になると渦電流がコア全体に発生して損失が大きくなるため、表面を酸化したり樹脂をコーティングしたり等して軟磁性金属粉末に絶縁処理を施すことが広く行われている。
Since the shape processing is easy, an antenna core in which a soft magnetic metal powder is molded using a resin as a binder is known.
Generally, in order to improve the characteristics of the antenna core, it is effective to increase the filling rate of the soft magnetic metal powder forming the core. However, when soft magnetic metal powders are in contact with each other and become electrically conductive, eddy currents are generated in the entire core and loss increases. Therefore, the surface of the soft magnetic metal powder may be oxidized or coated with resin. Insulating treatment is widely performed.

特開2001−337181号公報(特許文献1)には電波時計用アンテナに関する発明が開示されている。
特許文献1の第1複合材を棒状芯材として用いる第1の態様については、請求項1で非導電性であるという限定がされており、発明の詳細な説明の(0022)には、”この第1の複合材は、・・・、フェライト又は金属の粉末又はフレークが95wt%以上であると導電性を有するおそれがあり、得られた第1フランジに設けられた一対の接続ピンが導通して標準電波を確実に受信できなくなる。”との記載がある。これはアンテナ用コアとして用いる棒状芯材に、アンテナコイルとして巻回する導線の両端を固定する一対の接続ピンを直接設けるため、アンテナコイルとして巻回する導線の両端の絶縁を確保する必要があることを述べている。ここでアンテナ用コアとして用いられる棒状芯材に直接一対の接続ピンを設けた場合でも、アンテナコイルとして巻回する導線の両端が絶縁される程度の非導電性が確保されていれば、アンテナ用コアを形成する軟磁性金属粉末相互の絶縁も確保されており、渦電流がアンテナ用コア全体に広がる状況は生じない。
棒状芯材が中空に形成され、該中空部に第2複合材を挿入する請求項8に係る態様については、発明の詳細な説明の(0011)に、”磁性部材は電波時計の周波数で著しい渦電流が生じない程度の非導電性であれば良い。”と記載されている。
Japanese Patent Laying-Open No. 2001-337181 (Patent Document 1) discloses an invention relating to an antenna for a radio timepiece.
The first aspect of using the first composite material of Patent Document 1 as a rod-shaped core material is limited as being non-conductive in claim 1, and (0022) in the detailed description of the invention includes “ This first composite material may have conductivity when the ferrite or metal powder or flakes are 95 wt% or more, and the pair of connection pins provided on the obtained first flange are conductive. It is impossible to receive standard radio waves reliably. " This is because a pair of connecting pins for fixing both ends of a conducting wire wound as an antenna coil is directly provided on a rod-shaped core member used as an antenna core, so that it is necessary to ensure insulation at both ends of the conducting wire wound as an antenna coil. States that. Even if a pair of connection pins are provided directly on the rod-shaped core material used as the antenna core here, as long as non-conductivity sufficient to insulate both ends of the conducting wire wound as the antenna coil is ensured, Insulation between the soft magnetic metal powders forming the core is also ensured, so that eddy currents do not spread throughout the antenna core.
Regarding the aspect according to claim 8 in which the rod-shaped core material is formed in a hollow and the second composite material is inserted into the hollow portion, in the detailed description of the invention (0011), “the magnetic member is notable at the frequency of the radio timepiece. It only needs to be non-conductive so as not to generate eddy currents. "

特開2005−317674号公報(特許文献2)には、コイルアンテナに用いられるアンテナ用コアであって、軟磁性体粉末と有機結合剤とを有する絶縁性軟磁性体から構成されるアンテナ用コアが開示されている。特許文献2においてアンテナ用コアに用いる軟磁性体を絶縁性にする目的については、発明の詳細な説明の(0032)に”渦電流損をおさえるため、”と記載されている。
特開2005−333516号公報(特許文献3)には、コアに巻線してなるコイルアンテナにおいて、軟磁性体粉末と有機結合剤とを含んでなる絶縁性軟磁性体からなるコアを用いたコイルアンテナが開示されている。特許文献3においてコイルアンテナに用いるコアを絶縁性軟磁性体とする目的については、発明の詳細な説明の(0023)に、”また鉄アルミ珪素合金(センダスト)のような導電性の粉末にはその表面に酸化被膜を形成して、渦電流を防止する。カーボニル鉄などの場合も有機結合剤による絶縁コーティングを施して用いると渦電流を防止できる。”と記載されている。
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-317664 (Patent Document 2) discloses an antenna core used for a coil antenna, which is composed of an insulating soft magnetic material having a soft magnetic powder and an organic binder. Is disclosed. In Patent Document 2, the purpose of making the soft magnetic material used for the antenna core insulative is described as “in order to suppress eddy current loss” in (0032) of the detailed description of the invention.
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-333516 (Patent Document 3) uses a core made of an insulating soft magnetic material containing soft magnetic powder and an organic binder in a coil antenna wound around a core. A coil antenna is disclosed. The purpose of making the core used for the coil antenna in Patent Document 3 as an insulating soft magnetic material is described in (0023) in the detailed description of the invention, and in the case of conductive powder such as iron aluminum silicon alloy (Sendust). An oxide film is formed on the surface to prevent eddy currents. In the case of carbonyl iron or the like, eddy currents can be prevented by using an insulating coating with an organic binder. "

特開2001−337181号公報JP 2001-337181 A 特開2005−317674号公報JP 2005-317664 A 特開2005−333516号公報JP 2005-333516 A

この様に、軟磁性金属粉末を結着材として樹脂を用いて成形するアンテナ用コアについては、従来その特性を向上させるために軟磁性金属粉末の充填率を高くすると共に、渦電流損を抑制するために、軟磁性金属粉末の表面を酸化させたり樹脂による絶縁コーティングを付与したりする等の対策が取られていた。
しかし、このような絶縁処理は工程を増やし、コストがかかるという問題がある。また、絶縁処理を施した軟磁性金属粉末を用いた場合でも、軟磁性金属粉末の充填率が高く、かつアンテナ用コアの成形時に圧力を印加する成形法を用いる場合には、軟磁性金属粉末同士が電気的に導通してしまうことがあった。
本発明は、高性能で形状加工が容易なアンテナ用コアを、軟磁性金属粉末に絶縁処理を施すことなく、効率良く生産することで、安価に提供することを課題とする。
In this way, for antenna cores that are molded using resin as a binder with soft magnetic metal powder, the filling rate of soft magnetic metal powder has been increased in order to improve its characteristics and eddy current loss has been suppressed. In order to achieve this, measures such as oxidizing the surface of the soft magnetic metal powder and applying an insulating coating with a resin have been taken.
However, there is a problem that such an insulation process increases the number of processes and costs. In addition, even when soft magnetic metal powder that has been subjected to insulation treatment is used, when using a molding method in which the filling rate of the soft magnetic metal powder is high and pressure is applied during molding of the antenna core, the soft magnetic metal powder In some cases, they are electrically connected to each other.
It is an object of the present invention to provide an antenna core with high performance and easy shape processing at low cost by efficiently producing a soft magnetic metal powder without subjecting it to insulation treatment.

本願発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、アンテナ用コアに用いる軟磁性金属粉末の充填率を高めることで、軟磁性金属粉末同士に電気的な導通が発生し、アンテナ用コア全体に渦電流が発生した場合でも、驚くべきことに、使用する周波数が200kHz程度以下の比較的低い中波の場合では、磁性金属粉末の充填率を高めることで実効的な透磁率を向上させ、渦電流による損失を補い、さらに性能を向上させることが出来ることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明のアンテナ用コアは、軟磁性金属粉末自体に絶縁処理を施さず、軟磁性金属粉末同士が電気的に導通する程度にまで軟磁性金属粉末の充填率を高めているため、渦電流がコア全体に発生するものの、アンテナ用コアの実効的な透磁率が向上するので、少ないコイルの巻き数にて高いL値を実現することが可能となった。
As a result of intensive studies, the inventors of the present application have increased the filling rate of the soft magnetic metal powder used for the antenna core, thereby causing electrical conduction between the soft magnetic metal powders, and vortices throughout the antenna core. Even when a current is generated, surprisingly, in the case of a relatively low medium wave having a frequency of about 200 kHz or less, the effective permeability is improved by increasing the filling rate of the magnetic metal powder, and the eddy current It has been found that the loss due to the above can be compensated and the performance can be further improved, and the present invention has been completed.
In the antenna core of the present invention, the soft magnetic metal powder itself is not subjected to insulation treatment, and the filling rate of the soft magnetic metal powder is increased to such an extent that the soft magnetic metal powder is electrically connected to each other. Although it occurs in the entire core, the effective magnetic permeability of the antenna core is improved, so that a high L value can be realized with a small number of coil turns.

本発明の効果は、軟磁性金属粉末の充填率を高めたことで実効的な透磁率を向上させ、渦電流による損失を差し引いた後のアンテナの受信感度を向上させるものである。このため従来技術に比べ高感度のアンテナ用コアを提供することができる。また、軟磁性金属粉末に対して絶縁処理を施す必要が無いため、安価にアンテナ用コアを提供することができる。さらに、軟磁性金属粉末同士を導通させるので、加圧しながら成形を行う成形手段を採用することができるという利点を有する。
本発明のアンテナ用コアに導線を巻回してなるアンテナは、送信感度、受信感度、送受信感度に優れ、かつ安価である。
本発明のアンテナを用いることで、自動車用キーレスエントリーシステム・イモビライザー、タイヤ空気圧モニタリングシステム、電波時計、RFIDシステム、電子式物品監視システム等を、小型で安価なものとして提供することが可能となった。
The effect of the present invention is to improve the effective magnetic permeability by increasing the filling rate of the soft magnetic metal powder, and to improve the receiving sensitivity of the antenna after subtracting the loss due to the eddy current. Therefore, it is possible to provide a highly sensitive antenna core as compared with the prior art. Moreover, since it is not necessary to insulate the soft magnetic metal powder, the antenna core can be provided at a low cost. Furthermore, since the soft magnetic metal powders are made conductive, there is an advantage that a molding means for performing molding while applying pressure can be employed.
An antenna formed by winding a conductive wire around the antenna core of the present invention is excellent in transmission sensitivity, reception sensitivity, and transmission / reception sensitivity, and is inexpensive.
By using the antenna of the present invention, it has become possible to provide a keyless entry system / immobilizer for automobiles, a tire pressure monitoring system, a radio timepiece, an RFID system, an electronic article monitoring system, etc. as a small and inexpensive one. .

本発明の効果が発現する機構については必ずしも明らかでは無いが、アンテナの受信感度はL値とQ値の積L×Q値に比例する。本発明はコアの実効的な透磁率を高めることで、渦電流に起因する損失以上にL値を向上させることで高いアンテナ感度が発現していると考えられる。
また、Q値はω×L/Rで表され、ここでωは用いる周波数をfとして2×π×fであり、Rはコイルとして巻回される導線の抵抗とコアの磁気的な損失の和である。コアの磁気的な損失は主にヒステリシス損失と渦電流による損失の和である。本発明は渦電流による損失は大きくなるものの、渦電流によるQ値の低下以上にL値が向上することから性能が向上していると考えられる。
本発明のアンテナ用コアは、同じ巻き数で高いL値が得られることから、アンテナ特性が向上する。一方、同じL値に設定する場合には、従来の絶縁性を維持する程度のアンテナ用コアに比べ、巻き線の長さを著しく短くできることから、導線の抵抗を著しく低くすることができ、Q値を向上することができる。あるいは、同じ巻き線スペースを使える場合、巻き数が少ないことから、導線の線径を太くでき、さらに巻き線抵抗Rが低下するので、Q値をさらに向上させることができる。
Although the mechanism of the effect of the present invention is not necessarily clear, the reception sensitivity of the antenna is proportional to the product L × Q value of the L value and the Q value. In the present invention, it is considered that a high antenna sensitivity is manifested by improving the L value more than the loss caused by eddy currents by increasing the effective magnetic permeability of the core.
The Q value is represented by ω × L / R, where ω is 2 × π × f, where f is the frequency used, and R is the resistance of the conductor wound as a coil and the magnetic loss of the core. It is sum. The core magnetic loss is mainly the sum of hysteresis loss and eddy current loss. Although the loss due to the eddy current is increased in the present invention, the L value is improved more than the decrease in the Q value due to the eddy current. Therefore, it is considered that the performance is improved.
Since the antenna core of the present invention can obtain a high L value with the same number of turns, the antenna characteristics are improved. On the other hand, when the same L value is set, since the length of the winding can be remarkably shortened compared to the conventional antenna core that maintains the insulation property, the resistance of the conducting wire can be remarkably reduced. The value can be improved. Alternatively, when the same winding space can be used, since the number of windings is small, the wire diameter of the conducting wire can be increased and the winding resistance R is further reduced, so that the Q value can be further improved.

結着材として用いる樹脂に対する軟磁性金属粉末の充填率は、55〜95重量%が好ましい。さらに好ましくは60〜95重量%の範囲が用いられる。
軟磁性金属粉末の充填率が低い場合には、磁気性能が低くアンテナ特性が低い問題がある。軟磁性金属粉末の充填率が低く、成形したアンテナ用コアの体積抵抗率が10Ω・mより大きくなると、良好なアンテナ特性が得られない。
一方で、95重量%以上に高充填とした場合には結着材の充填量が少なくなり、アンテナ用コアの強度が低下するため、落下強度が低下し、工程内での歩留まりが悪化する等の問題が発生する。本発明のアンテナ用コアの体積抵抗率の下限については、用いる軟磁性金属粉末のバルクの体積抵抗率が下限となるが、必要なアンテナ用コアの強度を確保するために樹脂である結着材を5%程度用いた場合は、概ね10−4Ω・m程度以上の体積抵抗率を示す。
The filling ratio of the soft magnetic metal powder to the resin used as the binder is preferably 55 to 95% by weight. More preferably, the range of 60 to 95% by weight is used.
When the filling rate of the soft magnetic metal powder is low, there is a problem that the magnetic performance is low and the antenna characteristics are low. When the filling rate of the soft magnetic metal powder is low and the volume resistivity of the molded antenna core is larger than 10 Ω · m, good antenna characteristics cannot be obtained.
On the other hand, when the filling is high to 95% by weight or more, the amount of the binder is reduced, and the strength of the antenna core is lowered, so that the drop strength is lowered and the yield in the process is deteriorated. Problems occur. Regarding the lower limit of the volume resistivity of the antenna core of the present invention, the bulk volume resistivity of the soft magnetic metal powder to be used is the lower limit, but a binder that is a resin to ensure the necessary strength of the antenna core When about 5% is used, the volume resistivity is about 10 −4 Ω · m or more.

軟磁性金属粉末の充填率を高めることで軟磁性金属粉末間が電気的に導通した状態になると、渦電流損が発生し、損失が増加する。一方で、高充填率化により、磁性体としての実効的な透磁率が向上し、アンテナ用コアに巻回する導線の巻き数を減らせる。この巻き数減少による損失の低減により、実効的にアンテナ感度を向上させることができる。
本発明において、コアが導電性であるとは、コア全体が導通しており、渦電流がコア全体に生じる状態を言う。
渦電流による損失は周波数の2乗に比例して増大する。200kHz以上では渦電流による損失が著しく増大するのでアンテナの特性が急激に悪化する。
そこで、使用する周波数帯を200kHz以下、好ましくは150kHz以下、さらに好ましくは、100kHz以下とすることで良好なアンテナ特性が得られる。
If the soft magnetic metal powder is electrically connected by increasing the filling rate of the soft magnetic metal powder, an eddy current loss occurs and the loss increases. On the other hand, by increasing the filling factor, the effective magnetic permeability as a magnetic material is improved, and the number of windings of the conducting wire wound around the antenna core can be reduced. By reducing the loss due to the reduction in the number of turns, the antenna sensitivity can be effectively improved.
In the present invention, the core being conductive means a state in which the entire core is conductive and an eddy current is generated in the entire core.
The loss due to eddy current increases in proportion to the square of the frequency. Above 200 kHz, the loss due to eddy current increases remarkably, so the antenna characteristics deteriorate rapidly.
Therefore, good antenna characteristics can be obtained by setting the frequency band to be used to 200 kHz or less, preferably 150 kHz or less, and more preferably 100 kHz or less.

本発明に用いられる軟磁性金属粉末は、ナノ結晶を含むアモルファス合金、鉄系アモルファス合金、コバルト系アモルファス合金を好適に用いることが出来る。また、鉄アルミ珪素合金(センダスト)、鉄ニッケル合金(パーマロイ)、鉄コバルト合金、鉄コバルトシリコン合金、鉄シリコンバナジウム合金、鉄コバルトボロン合金、カーボニル鉄、モリブデンパーマロイ、純鉄圧粉等を用いても構わない。これらは単独で用いても良いし、複数の軟磁性金属粉末を混合して用いても良い。   As the soft magnetic metal powder used in the present invention, an amorphous alloy containing nanocrystals, an iron-based amorphous alloy, or a cobalt-based amorphous alloy can be suitably used. Also, using iron aluminum silicon alloy (Sendust), iron nickel alloy (permalloy), iron cobalt alloy, iron cobalt silicon alloy, iron silicon vanadium alloy, iron cobalt boron alloy, carbonyl iron, molybdenum permalloy, pure iron dust, etc. It doesn't matter. These may be used alone or as a mixture of a plurality of soft magnetic metal powders.

好適に用いられるナノ結晶を含むアモルファス合金又は鉄系アモルファス合金について更に詳述すれば、一般式(Fe1−x100−a−b−c−dSiAlM’で表され、ここで式中、MはCo及び/またはNi、M’はNb、Mo、Zr、W、Ta、Hf、Ti、V、Cr、Mn、Y、Pd、Ru、Ga、Ge、C、P、Cu、Au、Ag、Sn、Sbから選ばれる1種類以上の元素であり、xは原子比を、a、b、c、dは原子%を示し、それぞれ0≦x≦0.5、0≦a≦24、0≦b≦20、1≦c≦30、0≦d≦10を満たすアモルファス合金粉末を熱処理した結晶子径が100nm以下のナノ結晶を含んでいる軟磁性金属粉末であることが好ましい。
あるいは、一般式(Fe1−xCoNi100−a−b−cSiで表され、ここで式中、MはNb、Mo、Zr、W、Ta、Hf、Ti、V、Cr、Mn、Y、Pd、Ru、Ga、Ge、C、P、Al、Cu、Au、Ag、Sn、Sbから選ばれる1種類以上の元素であり、x、yは原子比を、a、b、cは原子%を示し、それぞれ0≦x≦1.0、0≦y≦0.5、0≦x+y≦1.0、0≦a≦24、1≦b≦30、0≦c≦30を満たすアモルファス合金粉末、またはナノ結晶を含んでいるアモルファス合金粉末を挙げることが出来る。
And more specifically for amorphous alloys or iron-based amorphous alloy containing suitably nanocrystals used, the general formula (Fe 1-x M x) 100-a-b-c-d Si a Al b B c M 'd Where M is Co and / or Ni, M ′ is Nb, Mo, Zr, W, Ta, Hf, Ti, V, Cr, Mn, Y, Pd, Ru, Ga, Ge, One or more elements selected from C, P, Cu, Au, Ag, Sn, and Sb, x represents an atomic ratio, a, b, c, and d represent atomic%, and 0 ≦ x ≦ 0. 5, soft magnetic metal powder containing nanocrystals having a crystallite diameter of 100 nm or less obtained by heat-treating amorphous alloy powder satisfying 0 ≦ a ≦ 24, 0 ≦ b ≦ 20, 1 ≦ c ≦ 30, and 0 ≦ d ≦ 10 It is preferable that
Alternatively, it is represented by the general formula (Fe 1-x Co x Ni y ) 100-a-b-c Si a B b M c , where M is Nb, Mo, Zr, W, Ta, Hf, One or more elements selected from Ti, V, Cr, Mn, Y, Pd, Ru, Ga, Ge, C, P, Al, Cu, Au, Ag, Sn, and Sb, and x and y are atomic ratios. A, b and c represent atomic%, and 0 ≦ x ≦ 1.0, 0 ≦ y ≦ 0.5, 0 ≦ x + y ≦ 1.0, 0 ≦ a ≦ 24, 1 ≦ b ≦ 30, An amorphous alloy powder satisfying 0 ≦ c ≦ 30 or an amorphous alloy powder containing nanocrystals can be exemplified.

アモルファス合金は、所望の組成となる様に配合された金属材料を高周波溶解炉等を用いて高温で溶融して均一な溶湯としこれを急冷して得ることが出来る。回転する冷却ロールに溶湯を吹きつけることで薄帯状のアモルファス合金が得られる。これを粉砕するなどしてアモルファス合金粉末を得ることも出来るが、粉砕時の応力によりしばしば磁気特性が低下することがあるので応力が加わらない粉砕方法を用いることが好ましい。
具体的には、溶融を水に直接投入する水アトマイズ法や、大量のガスを吹き付けて冷却するガスアトマイズ法を用いることで、応力の加わらないアモルファス合金粉末を得ることが出来る。更にガスアトマイズ法を用いる際に、ガスにて微粉化された粒子を円錐状の回転冷却体に衝突させることで後述する偏平状のアモルファス合金粉末を得ることが出来る。
An amorphous alloy can be obtained by melting a metal material blended to have a desired composition at a high temperature using a high-frequency melting furnace or the like to form a uniform molten metal and quenching it. A ribbon-shaped amorphous alloy is obtained by spraying molten metal on a rotating cooling roll. Amorphous alloy powder can be obtained by pulverizing this, but it is preferable to use a pulverization method in which stress is not applied because the magnetic properties often deteriorate due to stress during pulverization.
Specifically, an amorphous alloy powder free from stress can be obtained by using a water atomizing method in which melting is directly poured into water or a gas atomizing method in which a large amount of gas is blown and cooled. Further, when the gas atomization method is used, a flat amorphous alloy powder, which will be described later, can be obtained by causing particles atomized with gas to collide with a conical rotating cooling body.

ナノ結晶を含むアモルファス合金粉末は、上述したアモルファス合金粉末に適当な熱処理を加えることで作成することが出来る。熱処理の条件は合金の組成や発現させたい磁気特性等に依存するが、結晶化温度よりも高い温度で、概ね300〜700℃の温度で数十秒から数時間処理することでアモルファス合金粉末中にナノ結晶を析出させることが可能である。この熱処理は不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。またナノ結晶の生成状況は粉末X線回折を測定することで評価できる。粉末X線回折の回折ピークの半値幅からScherrerの式で算出される結晶子径が100nm以下のナノ結晶を含むアモルファス合金粉末を好ましく用いることが出来る。     The amorphous alloy powder containing nanocrystals can be prepared by applying an appropriate heat treatment to the above-described amorphous alloy powder. The heat treatment conditions depend on the composition of the alloy and the magnetic properties to be expressed, but the amorphous alloy powder is treated at a temperature higher than the crystallization temperature at a temperature of approximately 300 to 700 ° C. for several tens of seconds to several hours. It is possible to deposit nanocrystals. This heat treatment is preferably performed in an inert gas atmosphere. The production state of nanocrystals can be evaluated by measuring powder X-ray diffraction. An amorphous alloy powder containing nanocrystals having a crystallite diameter of 100 nm or less calculated from the half width of the diffraction peak of powder X-ray diffraction by the Scherrer equation can be preferably used.

本発明で用いる軟磁性金属粉末は、球状、針状や不定形であっても良いが、円盤状や楕円状等のように偏平な形状であることが好ましい。偏平であれば不定形であっても良い。特に厚みが10μm以下の偏平な形状を有していることが好ましく、更に厚みが5μm以下で粒径が300μm以下の偏平な粉末が好ましく、より好ましくは厚みが5μm以下で粒径が200μm以下の偏平な粉末が好ましい。
本発明で用いる軟磁性金属粉末は、実質的に同一の形状を有する粉末であっても良いが、本発明の効果が発揮される範囲内において異なる形状の粉末を混合して用いても何ら差し支えは無い。
また本発明で用いられる軟磁性金属粉末は、予めカップリング剤等を用いて表面処理を行った軟磁性金属粉末を用いても良い。
The soft magnetic metal powder used in the present invention may be spherical, acicular or irregular, but preferably has a flat shape such as a disk or an ellipse. If it is flat, it may be indefinite. In particular, it is preferable to have a flat shape with a thickness of 10 μm or less, more preferably a flat powder with a thickness of 5 μm or less and a particle size of 300 μm or less, more preferably a thickness of 5 μm or less and a particle size of 200 μm or less. A flat powder is preferred.
The soft magnetic metal powder used in the present invention may be a powder having substantially the same shape, but may be used by mixing powders having different shapes within the range where the effects of the present invention are exhibited. There is no.
The soft magnetic metal powder used in the present invention may be a soft magnetic metal powder that has been surface-treated with a coupling agent or the like in advance.

本発明で結着材として用いる樹脂は、高充填率で充填した際に磁性金属粉末を結着することが出来る樹脂であればよく、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を広く用いることが出来る。これらの樹脂は通常樹脂単独では絶縁性である。
熱硬化性樹脂を例示すれば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂等を好適に用いることができる。
熱可塑性樹脂を例示すれば、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリサルホン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリ乳酸、ポリエチレン、ポリプロピレン等を好適に用いることが出来る。
熱可塑性樹脂であればそのまま用いることができ、また複数の熱可塑性樹脂を混合して用いても良い。また熱硬化性樹脂であれば、通常、主剤と硬化剤の2種類の樹脂を配合して用いる。熱硬化性樹脂でも複数の樹脂を混合して用いても良い。また必要に応じてハロゲン化物等の難燃剤を配合して用いても良い。
これらの樹脂のうち、成形後の寸法安定性に優れることから、熱硬化性樹脂であればエポキシ樹脂またはフェノール樹脂が、熱可塑性樹脂であればポリエーテルサルホンが、特に好適に用いられる。
熱硬化性樹脂の中では、硬化速度が速く、射出成型やトランスファー成型等に用いることが可能なグレードのものが好ましい。
The resin used as the binder in the present invention may be any resin that can bind the magnetic metal powder when filled at a high filling rate, and a wide range of thermosetting resins and thermoplastic resins can be used. These resins are usually insulating by the resin alone.
If a thermosetting resin is illustrated, an epoxy resin, a phenol resin, an unsaturated polyester resin, a urethane resin, a urea resin, a melamine resin, a silicone resin, etc. can be used conveniently.
Examples of thermoplastic resins include polyethersulfone, polyetherimide, polyimide, polyetherketone, polyethylene terephthalate, nylon, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyamide, polyamideimide, polylactic acid, Polyethylene, polypropylene and the like can be suitably used.
Any thermoplastic resin can be used as it is, or a plurality of thermoplastic resins may be mixed and used. Moreover, if it is a thermosetting resin, normally, 2 types of resin of a main ingredient and a hardening | curing agent are mix | blended and used. A thermosetting resin or a mixture of a plurality of resins may be used. Moreover, you may mix | blend and use flame retardants, such as a halide, as needed.
Among these resins, epoxy resin or phenol resin is particularly preferably used for thermosetting resins and polyether sulfone is particularly preferably used for thermoplastic resins because of excellent dimensional stability after molding.
Among thermosetting resins, those having a high curing rate and capable of being used for injection molding, transfer molding and the like are preferable.

結着材として用いる熱硬化性樹脂の粉末と軟磁性金属粉末との混合は、次の様にして行うことができる。すなわち、熱硬化性樹脂となる主剤と硬化剤のそれぞれの粉末を混合する。この際の混合には従来公知の種々の混合機、ミキサー等を使用することができる。主剤と硬化剤とを混合する際に、必要に応じて硬化促進剤や離型剤等を配合しても構わない。
次いで、主剤と硬化剤とが混合された熱硬化性樹脂粉末と、軟磁性金属粉末とを混合する。熱硬化性樹脂の主剤と硬化剤との混合に比べ、主剤と硬化剤とが混合された熱硬化性樹脂粉末と軟磁性金属粉末との混合は、比重の差が大きいので、十分均一な混合がなされる様に、混合時間などの混合条件を設定する必要がある。
熱可塑性樹脂を用いる場合は、単独の熱可塑性樹脂を用いる時は熱可塑性樹脂の粉末と軟磁性金属粉末とを、十分均一になるように混合すればよい。複数の熱可塑性樹脂を混合して用いる場合は、予め複数の熱可塑性樹脂を混合し、次いで軟磁性金属粉末と十分均一になるよう混合する。また離型剤等の添加剤を配合しても良い。
本発明で用いる軟磁性金属粉末は、予めカップリング剤等を用いて表面処理されたものを用いても構わない。
The mixing of the thermosetting resin powder used as the binder and the soft magnetic metal powder can be performed as follows. That is, the powders of the main agent and the curing agent to be the thermosetting resin are mixed. For this mixing, various conventionally known mixers, mixers, and the like can be used. When mixing a main ingredient and a hardening | curing agent, you may mix | blend a hardening accelerator, a mold release agent, etc. as needed.
Next, the thermosetting resin powder in which the main agent and the curing agent are mixed and the soft magnetic metal powder are mixed. Compared to mixing the main component and curing agent of thermosetting resin, mixing of thermosetting resin powder mixed with main component and curing agent and soft magnetic metal powder has a large difference in specific gravity. Therefore, it is necessary to set mixing conditions such as mixing time.
When a thermoplastic resin is used, when a single thermoplastic resin is used, the thermoplastic resin powder and the soft magnetic metal powder may be mixed so as to be sufficiently uniform. When a plurality of thermoplastic resins are mixed and used, a plurality of thermoplastic resins are mixed in advance and then mixed with the soft magnetic metal powder so as to be sufficiently uniform. Moreover, you may mix | blend additives, such as a mold release agent.
The soft magnetic metal powder used in the present invention may be one that has been surface-treated with a coupling agent or the like in advance.

十分均一となるよう混合された樹脂粉末と軟磁性金属粉末との混合粉末を用いて、タブレット状、柱状、顆粒状、あるいはペレット状に成形した前駆体を用いて、圧縮成型機、射出成型機、あるいはトランスファー成型機などを用いてアンテナ用コアを成形する。または十分均一となるよう混合された樹脂粉末と軟磁性金属粉末との混合粉末を直接用いて、前記成型機等を用いて、アンテナ用コアを成形しても良い。
成型条件は用いる樹脂や軟磁性金属粉末の充填率等によりそれぞれ最適の条件があるが、通常の熱硬化性樹脂を用いる場合、概ね50〜300℃の温度範囲で、好ましくは100〜200℃の温度範囲で成形される。成型時の圧力は0.1〜300MPaの圧力範囲で成形することができ、好ましくは1〜100MPaの圧力範囲で成形される。硬化時間は5秒から2時間程度の範囲で行うことができ、好ましくは30秒から10分の時間範囲で成形されるように、その他の成型条件を調整することが好ましい。
また、熱硬化性樹脂の硬化を完了させるために、成形後にアニール処理を施すことが好ましい。アニール条件は用いる熱硬化性樹脂により異なるが、通常圧力を開放した状態で100〜250℃の温度範囲で1分から10時間程度の時間範囲で施される。
アニールは金型内で行っても良いが、金型から取り出して行っても良い。金型から取り出してアニールを行うことで、連続した成型が可能となり、生産性を向上させることができる。
Compression molding machine and injection molding machine using precursors molded into tablets, columns, granules, or pellets using mixed powders of resin powder and soft magnetic metal powder mixed to be sufficiently uniform Alternatively, the antenna core is molded using a transfer molding machine or the like. Alternatively, the antenna core may be molded using the molding machine or the like by directly using a mixed powder of resin powder and soft magnetic metal powder mixed so as to be sufficiently uniform.
There are optimum molding conditions depending on the resin used and the filling rate of the soft magnetic metal powder, etc., but when a normal thermosetting resin is used, it is generally in the temperature range of 50 to 300 ° C., preferably 100 to 200 ° C. Molded in the temperature range. The pressure during molding can be molded within a pressure range of 0.1 to 300 MPa, and preferably molded within a pressure range of 1 to 100 MPa. The curing time can be in the range of about 5 seconds to 2 hours, and other molding conditions are preferably adjusted so that the molding is preferably performed in a time range of 30 seconds to 10 minutes.
In order to complete the curing of the thermosetting resin, it is preferable to perform an annealing treatment after the molding. The annealing conditions vary depending on the thermosetting resin to be used, but are usually applied in a temperature range of 100 to 250 ° C. with a pressure released in a time range of about 1 minute to 10 hours.
Annealing may be performed in the mold, or may be performed by removing from the mold. By removing from the mold and annealing, continuous molding becomes possible, and productivity can be improved.

熱硬化性樹脂は液体状の熱硬化性樹脂を用いても良い。液体状の熱硬化性樹脂を用いる場合は、液体状の熱硬化性樹脂の主剤と硬化剤とを配合し、通常は更に硬化促進剤を加え、必要に応じて離型剤を加える。難燃剤を添加しても構わない。
混合した液体状の熱硬化性樹脂と軟磁性金属粉末とを予め混合したものを金型に入れ、成型機で成形する。溶媒が含まれる場合には溶媒を揮発させた後に成形する。または予め溶媒を揮発などさせて除去した後に金型に入れて成型機で成形しても良い。
これらのアンテナ用コアに導線を巻回することによって、アンテナとする。この際、巻き線を施す部分には、必要に応じて絶縁処理を行う。絶縁処理としては、絶縁性の樹脂をコーティングしても良いし、絶縁性のテープ、フィルム等を巻く等しても良い。
As the thermosetting resin, a liquid thermosetting resin may be used. When a liquid thermosetting resin is used, a liquid thermosetting resin main ingredient and a curing agent are blended, and usually a curing accelerator is further added, and a mold release agent is added if necessary. A flame retardant may be added.
A mixed liquid thermosetting resin and soft magnetic metal powder previously mixed are put in a mold and molded by a molding machine. When the solvent is contained, the molding is performed after the solvent is volatilized. Alternatively, after removing the solvent by volatilization in advance, it may be placed in a mold and molded by a molding machine.
An antenna is formed by winding a conductive wire around these antenna cores. At this time, an insulation process is performed on the portion to be wound as necessary. As the insulation treatment, an insulating resin may be coated, or an insulating tape, film, or the like may be wound.

以下に実施例を用いて更に具体的に本発明の詳細を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
Fe66NiSi14AlNbの組成を有する合金を高周波溶解炉を用いて1300℃の溶湯とし、該溶解炉の底に取り付けたノズルを通して溶湯を流下させ、ノズルの先端に設けたガスアトマイズ部から75kg/cmの高圧アルゴンガスを用いて溶湯を微粒化し、この微粒化させた溶湯をそのままロール径190mm、頂角80度、回転数7200rpmの円錐形の回転冷却体に衝突させて急冷することにより、Fe66NiSi14AlNbの組成を有する平均長径150μm、平均短径55μm、平均厚み2μmの偏平な軟磁性金属粉末を作製した。この軟磁性金属粉末に、窒素ガス雰囲気下で550℃で1時間熱処理を加えた。熱処理後の軟磁性金属粉末のX線回折を測定した結果、ややブロードな回折ピークが出現しており、その回折ピークの半値幅からScherrerの式を用いて算出した結晶子のサイズはほぼ20nmであった。
本発明の実施例1で用いる結着材は、日本化薬株式会社製のエポキシ樹脂:商品名EOCN−102Sを用い、これの100重量部に対して三井化学株式会社製の硬化剤:商品名ミレックスXCL−4Lを61重量部加え、更に硬化促進剤としてサンアプロ株式会社製:商品名3502Tをエポキシ樹脂に対して5重量部と、微量の離型剤を加え、ミキサーで粉砕し混合した。
先に用意した軟磁性金属粉末は絶縁処理せずそのまま用い、樹脂との接着性向上のために、シランカップリング剤で処理した。エポキシ樹脂100重量部に対して5重量部の信越化学工業株式会社製のシランカップリング剤:商品目KBM−403を秤量し、軟磁性金属粉末とシランカップリング剤とが均一となる様に十分に混合した。シランカップリング剤と混合した軟磁性金属粉末を用い、磁性粉が90重量%の割合となるように秤量して10分間混合し、軟磁性金属粉末とエポキシ樹脂とからなる均一な混合粉末を得た。
ここまでの混合操作に使用したミキサーは全て株式会社キーエンス製のハイブリッドミキサーであり、以下の実施例及び比較例でもこのミキサーを使用した。
用意した軟磁性金属粉末とエポキシ樹脂との混合粉末を80mm×10mmの金型に成形後の厚みが3.5mmになるように充填し、150℃、50MPaの温度と圧力で加熱・加圧し、5分後に金型を開放してアンテナ用コア材を取り出し、その後180℃のオーブン中で2時間アニールさせた。このアンテナ用コア材から切削加工にて長さ18mm、幅2.8mm、厚み3.5mmの直方体を切り出した。そしてその中央部にコイルとなる導線が巻回される対称的な凹部を設けた。凹部の形状は、長さ10mm、幅1.8mm 厚み1.0mmである。更に突起部となった両端部の一端から長さ方向と幅方向にそれぞれ2.5mmの部分をトリミングして、図1に示す形状に加工した。
またアンテナ用コアの体積抵抗率を測定するために、同一のアンテナ用コア材から長さ10mm、幅3mm、厚み3mmの直方体を切り出した。 該直方体の体積抵抗率は株式会社アドバンテスト製TR6847マルチメータを用いて測定したところ、1.9×10-3Ω・mの値であった。なお体積抵抗率の測定は、測定対象は一様な金属材料ではないが抵抗率が金属に近い値を示すことから、試験片の測定端面に導電性のペーストを付与した後JIS H0505に準拠して抵抗率を算出した。体積抵抗率の値からアンテナ用コア全体で導通があり、アンテナ用コア全体にわたって渦電流が発生する状況であることを確認した。
このアンテナ用コアの中央に設けた凹部にカプトンテープを巻き、φ0.05mmの被覆銅線を用いて2000ターンの巻き線を行い、60kHzの周波数でQ値とL値を測定した。Q値とL値の測定には、ヒュウレットパッカード社製LCRメータ4284Aを用い、測定電圧0.1Vとした。
結果を表1に示す。
Hereinafter, the details of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
(Example 1)
An alloy having the composition of Fe 66 Ni 4 Si 14 Al 4 B 9 Nb 3 is melted at 1300 ° C. using a high-frequency melting furnace, and the molten metal is allowed to flow through a nozzle attached to the bottom of the melting furnace, and provided at the tip of the nozzle. The molten metal was atomized from the gas atomizing portion using 75 kg / cm 2 of high-pressure argon gas, and the atomized molten metal was allowed to collide with a conical rotating cooling body having a roll diameter of 190 mm, apex angle of 80 degrees, and rotation speed of 7200 rpm. Then, a flat soft magnetic metal powder having an average major axis of 150 μm, an average minor axis of 55 μm, and an average thickness of 2 μm having a composition of Fe 66 Ni 4 Si 14 Al 4 B 9 Nb 3 was produced. This soft magnetic metal powder was heat-treated at 550 ° C. for 1 hour in a nitrogen gas atmosphere. As a result of measuring the X-ray diffraction of the soft magnetic metal powder after the heat treatment, a slightly broad diffraction peak appears, and the crystallite size calculated from the half-value width of the diffraction peak using the Scherrer equation is approximately 20 nm. there were.
The binder used in Example 1 of the present invention is Nippon Kayaku Co., Ltd. epoxy resin: trade name EOCN-102S, and 100 parts by weight of this hardener: Mitsui Chemicals, Inc .: trade name 61 parts by weight of Millex XCL-4L was added, and 5 parts by weight of trade name 3502T with respect to the epoxy resin and a small amount of release agent were added as a curing accelerator, and the mixture was pulverized and mixed with a mixer.
The previously prepared soft magnetic metal powder was used as it was without being subjected to insulation treatment, and was treated with a silane coupling agent in order to improve the adhesion to the resin. 5 parts by weight of silane coupling agent manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. with respect to 100 parts by weight of epoxy resin: product KBM-403 is weighed, and enough to make the soft magnetic metal powder and the silane coupling agent uniform. Mixed. Using a soft magnetic metal powder mixed with a silane coupling agent, weighed the magnetic powder to a ratio of 90% by weight and mixed for 10 minutes to obtain a uniform mixed powder composed of the soft magnetic metal powder and the epoxy resin. It was.
All the mixers used for the mixing operation so far are hybrid mixers manufactured by Keyence Corporation. This mixer was also used in the following examples and comparative examples.
The prepared mixed powder of soft magnetic metal powder and epoxy resin is filled into an 80 mm × 10 mm mold so that the thickness after molding becomes 3.5 mm, heated and pressurized at a temperature and pressure of 150 ° C. and 50 MPa, 5 After a minute, the mold was opened, the antenna core material was taken out, and then annealed in an oven at 180 ° C. for 2 hours. A rectangular parallelepiped having a length of 18 mm, a width of 2.8 mm, and a thickness of 3.5 mm was cut out from the antenna core material. And the symmetrical recessed part by which the conducting wire used as a coil was wound in the center part was provided. The shape of the recess is 10 mm long, 1.8 mm wide, and 1.0 mm thick. Further, a 2.5 mm portion was trimmed in the length direction and the width direction from one end of each end portion that became the protruding portion, and processed into the shape shown in FIG.
Further, in order to measure the volume resistivity of the antenna core, a rectangular parallelepiped having a length of 10 mm, a width of 3 mm, and a thickness of 3 mm was cut out from the same antenna core material. The volume resistivity of the rectangular parallelepiped was 1.9 × 10 −3 Ω · m when measured using a TR6847 multimeter manufactured by Advantest Corporation. Note that the volume resistivity measurement is not a uniform metal material, but the resistivity shows a value close to that of metal. The resistivity was calculated. From the volume resistivity value, it was confirmed that there was continuity throughout the antenna core, and eddy currents were generated throughout the antenna core.
A Kapton tape was wound around a concave portion provided in the center of the antenna core, and 2000 turns were wound using a φ0.05 mm coated copper wire, and a Q value and an L value were measured at a frequency of 60 kHz. For measurement of the Q value and the L value, an LCR meter 4284A manufactured by Hewlett Packard Company was used, and the measurement voltage was set to 0.1V.
The results are shown in Table 1.

(実施例2)
軟磁性金属粉末の合金組成をFeCo66NiSi1514とした他は実施例1と同様にして、回転冷却体に微粒化した溶湯を衝突させて急冷することにより、平均長径70μm、平均短径20μm、平均厚み3μmの偏平な軟磁性金属粉末を作製した。
作製した軟磁性金属粉末を窒素気流下で400℃の温度で1時間保持して軟磁性特性を向上させる熱処理を行った。粉末X線回折を測定したところナノ結晶相が混在しないアモルファス相であることを確認した。
三井化学株式会社製のポリエーテルサルホンのペレットを凍結粉砕し、平均粒径が100μmのポリエーテルサルホン樹脂粉末を作製した。軟磁性金属粉末と樹脂粉末とを、軟磁性金属粉末が84重量%となる様に10分間混合して軟磁性金属粉末と樹脂粉末との混合粉末を調製した。この混合粉末を実施例1で用いた金型に充填し、350℃に昇温し、350℃に保持しつつ15MPaの圧力を10分間加え、圧力印加したまま150℃まで冷却してコア材を取り出した。得られたコア材を用いて実施例1と同様にアンテナコアを作製し、巻き線を行い特性を評価した。結果を表1に示す。このコア材の体積抵抗率は2.5×10-3Ω・mであり、導電性があることを確認した。
(Example 2)
In the same manner as in Example 1 except that the alloy composition of the soft magnetic metal powder was Fe 4 Co 66 Ni 1 Si 15 B 14 , the molten metal atomized was collided with the rotating cooling body and rapidly cooled to obtain an average major axis of 70 μm. A flat soft magnetic metal powder having an average minor axis of 20 μm and an average thickness of 3 μm was prepared.
The produced soft magnetic metal powder was held at a temperature of 400 ° C. for 1 hour under a nitrogen stream to perform heat treatment for improving the soft magnetic properties. When the powder X-ray diffraction was measured, it was confirmed to be an amorphous phase in which the nanocrystalline phase was not mixed.
Polyether sulfone pellets manufactured by Mitsui Chemicals Co., Ltd. were freeze-pulverized to produce polyether sulfone resin powder having an average particle size of 100 μm. The soft magnetic metal powder and the resin powder were mixed for 10 minutes so that the soft magnetic metal powder was 84% by weight to prepare a mixed powder of the soft magnetic metal powder and the resin powder. The mixed powder was filled in the mold used in Example 1, heated to 350 ° C., maintained at 350 ° C., a pressure of 15 MPa was applied for 10 minutes, and the core material was cooled to 150 ° C. while the pressure was applied. I took it out. Using the obtained core material, an antenna core was produced in the same manner as in Example 1, and wound to evaluate the characteristics. The results are shown in Table 1. The volume resistivity of the core material was 2.5 × 10 −3 Ω · m, and it was confirmed that the core material had conductivity.

(実施例3)
軟磁性金属粉末として日立金属株式会社製:商品名ファインメット磁性粉末FP−FT−5Mを用いた以外は実施例1と同様にして、アンテナ用コアを作製した。ファインメット磁性粉末の組成は明らかにされていないが、日立金属株式会社のカタログによれば、鉄を主成分にして、これにSiとBおよび微量のCuとNbを添加した独自組成の高温融液を約100万℃/秒で急冷固化したアモルファス薄帯を、結晶化温度以上で熱処理し、10nm程度のナノ結晶が析出したアモルファス相を含む磁性粉末である。
このコア材の体積抵抗率は2.2×10-3Ω・mであり、導電性があることを確認した。
実施例1と同様にしてアンテナのL値とQ値を測定した。結果を表1に示す。
(Example 3)
An antenna core was produced in the same manner as in Example 1 except that Hitachi Metals, Ltd., trade name: Finemet magnetic powder FP-FT-5M was used as the soft magnetic metal powder. The composition of finemet magnetic powder has not been clarified, but according to the catalog of Hitachi Metals, high-temperature melting of a unique composition consisting mainly of iron, with addition of Si and B, and trace amounts of Cu and Nb. An amorphous ribbon obtained by rapidly cooling and solidifying a liquid at about 1 million ° C./second is a magnetic powder containing an amorphous phase in which nanocrystals of about 10 nm are deposited by heat treatment at a temperature higher than the crystallization temperature.
The volume resistivity of the core material was 2.2 × 10 −3 Ω · m, and it was confirmed that the core material had conductivity.
The L value and Q value of the antenna were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例4)
軟磁性金属粉末を83重量%の割合とした以外は実施例3と同様にしてアンテナ用コアを作製した。このコア材の体積抵抗率は6.3×10-3Ω・mであり、導電性があることを確認した。実施例1と同様にしてアンテナのL値とQ値を測定した。結果を表1に示す。
Example 4
An antenna core was manufactured in the same manner as in Example 3 except that the soft magnetic metal powder was used in a proportion of 83% by weight. The volume resistivity of the core material was 6.3 × 10 −3 Ω · m, and it was confirmed that the core material had conductivity. The L value and Q value of the antenna were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例5)
軟磁性金属粉末を70重量%の割合とした以外は実施例3と同様にしてアンテナ用コアを作製した。このコア材の体積抵抗率は5.4×10-2Ω・mであり、導電性があることを確認した。実施例1と同様にしてアンテナのL値とQ値を測定した。結果を表1に示す。
(Example 5)
An antenna core was produced in the same manner as in Example 3 except that the soft magnetic metal powder was used in a proportion of 70% by weight. The volume resistivity of the core material was 5.4 × 10 −2 Ω · m, and it was confirmed that the core material had conductivity. The L value and Q value of the antenna were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
軟磁性金属粉末を50重量%の割合とした以外は実施例3と同様にしてアンテナ用コアを作製した。このコア材の体積抵抗率は3×10Ωm(測定限界)以上で、絶縁性であることを確認した。
このコア材は、絶縁性を確保できる範囲であるが、軟磁性金属粉末の充填量を高くできないため、実施例に比較してL値、Q値とも低くなり、アンテナ特性は低下した。
(Comparative Example 1)
An antenna core was produced in the same manner as in Example 3 except that the soft magnetic metal powder was used in a proportion of 50% by weight. The volume resistivity of the core material was 3 × 10 5 Ωm (measurement limit) or more, and it was confirmed to be insulating.
Although this core material has a range in which insulation can be secured, since the filling amount of the soft magnetic metal powder cannot be increased, both the L value and the Q value are lower than those of the examples, and the antenna characteristics are deteriorated.

(比較例2)
実施例3と同様に、アンテナ用コアを作製した。このコア材の体積抵抗率は実施例3の2.2×10-3Ω・mであり、導電性があることを確認した。
特許文献1に開示された発明の第1の態様と同様に、このアンテナ用コアの端部にφ0.8mmの穴を二箇所開け、一対の金属ピンを圧入し端子とした。実施例1と同様にアンテナ用コアに被覆銅線を2000ターン巻いた後、被覆銅線の端部をそれぞれ金属ピンに半田付けにて接続した。
このアンテナは、巻線した被覆銅線の抵抗が約180Ωであるのに対して、コア材の抵抗率が2.2×10-3Ω・mと低いため、金属ピン間が短絡状態となり、アンテナとして機能しなかった。









(Comparative Example 2)
An antenna core was produced in the same manner as in Example 3. The volume resistivity of the core material was 2.2 × 10 −3 Ω · m of Example 3, and it was confirmed that the core material had conductivity.
Similar to the first aspect of the invention disclosed in Patent Document 1, two holes of φ0.8 mm were formed in the end portion of the antenna core, and a pair of metal pins were press-fitted into terminals. In the same manner as in Example 1, the coated copper wire was wound around the antenna core for 2000 turns, and then the ends of the coated copper wire were connected to the metal pins by soldering.
In this antenna, the resistance of the coated copper wire wound is about 180Ω, whereas the resistivity of the core material is as low as 2.2 × 10 −3 Ω · m. It did not function as an antenna.









本発明は、軟磁性金属粉末の充填率を高めることで実効的な透磁率を向上させ、渦電流による損失が生じるにもかかわらずアンテナの受信感度を向上させた。このため従来技術に比べ高感度のアンテナ用コアを提供することができる。また、軟磁性金属粉末に対して絶縁処理を施す必要が無いため、安価にアンテナ用コアを提供することができる。さらに、軟磁性金属粉末同士を導通させるので、加圧しながら成型を行う成形手段を採用することができるという利点を有する。
本発明のアンテナ用コアに導線を巻回してなるアンテナは、送信感度、受信感度、送受信感度に優れ、かつ安価である。
本発明のアンテナを用いることで、自動車用キーレスエントリーシステム・イモビライザー、タイヤ空気圧モニタリングシステム、電波時計、RFIDシステム、電子式物品監視システム等を、小型で安価なものとして提供することが可能となった。
In the present invention, the effective magnetic permeability is improved by increasing the filling rate of the soft magnetic metal powder, and the reception sensitivity of the antenna is improved despite the loss caused by the eddy current. Therefore, it is possible to provide a highly sensitive antenna core as compared with the prior art. Moreover, since it is not necessary to insulate the soft magnetic metal powder, the antenna core can be provided at a low cost. Furthermore, since the soft magnetic metal powders are made conductive, there is an advantage that a molding means that performs molding while applying pressure can be employed.
An antenna formed by winding a conductive wire around the antenna core of the present invention is excellent in transmission sensitivity, reception sensitivity, and transmission / reception sensitivity, and is inexpensive.
By using the antenna of the present invention, it has become possible to provide a keyless entry system / immobilizer for automobiles, a tire pressure monitoring system, a radio timepiece, an RFID system, an electronic article monitoring system, etc. as a small and inexpensive one. .

実施例で用いたアンテナ用コアの形状をしめす平面図である。It is a top view which shows the shape of the core for antennas used in the Example.

Claims (14)

結着材として樹脂を用いて軟磁性金属粉末を成形してなる、コイルアンテナに用いるアンテナ用コアであって、コアが導電性であることを特徴とする、アンテナ用コア。   An antenna core for use in a coil antenna, which is obtained by molding a soft magnetic metal powder using a resin as a binder, wherein the core is conductive. 請求項1に記載のアンテナ用コアであって、コアの体積抵抗率が1×10−4Ω・m以上10Ω・m以下であることを特徴とする、アンテナ用コア。 The antenna core according to claim 1, wherein the core has a volume resistivity of 1 × 10 −4 Ω · m to 10 Ω · m. 請求項1または2に記載のアンテナ用コアであって、軟磁性金属粉末がナノ結晶を含むアモルファス合金、コバルト系アモルファス合金、鉄系アモルファス合金からなる群から選ばれた少なくとも1種の軟磁性金属粉末であることを特徴とする、アンテナ用コア。   3. The antenna core according to claim 1, wherein the soft magnetic metal powder is at least one soft magnetic metal selected from the group consisting of an amorphous alloy containing nanocrystals, a cobalt-based amorphous alloy, and an iron-based amorphous alloy. An antenna core, characterized by being a powder. 請求項3に記載のアンテナ用コアであって、軟磁性金属粉末が、一般式(Fe1−x100−a−b−c−dSiAlM’で表され、ここで式中、MはCo及び/またはNi、M’はNb、Mo、Zr、W、Ta、Hf、Ti、V、Cr、Mn、Y、Pd、Ru、Ga、Ge、C、P、Cu、Au、Ag、Sn、Sbから選ばれる1種類以上の元素であり、xは原子比を、a、b、c、dは原子%を示し、それぞれ0≦x≦0.5、0≦a≦24、0≦b≦20、1≦c≦30、0≦d≦10を満たすアモルファス合金粉末を熱処理した結晶子径が100nm以下のナノ結晶を含んでいる軟磁性金属粉末であることを特徴とする、アンテナ用コア。 An antenna core as claimed in claim 3, the soft magnetic metal powder, the general formula (Fe 1-x M x) is represented by 100-a-b-c- d Si a Al b B c M 'd Where M is Co and / or Ni, M ′ is Nb, Mo, Zr, W, Ta, Hf, Ti, V, Cr, Mn, Y, Pd, Ru, Ga, Ge, C, P , Cu, Au, Ag, Sn, and Sb, x is an atomic ratio, a, b, c, and d are atomic%, and 0 ≦ x ≦ 0.5, 0 ≦ a ≦ 24, 0 ≦ b ≦ 20, 1 ≦ c ≦ 30, 0 ≦ d ≦ 10 is a soft magnetic metal powder containing nanocrystals having a crystallite diameter of 100 nm or less after heat treatment of amorphous alloy powder A core for an antenna. 請求項3に記載のアンテナ用コアであって、軟磁性金属粉末が、一般式(Fe1−xCoNi100−a−b−cSiで表され、ここで式中、MはNb、Mo、Zr、W、Ta、Hf、Ti、V、Cr、Mn、Y、Pd、Ru、Ga、Ge、C、P、Al、Cu、Au、Ag、Sn、Sbから選ばれる1種類以上の元素であり、x、yは原子比を、a、b、cは原子%を示し、それぞれ0≦x≦1.0、0≦y≦0.5、0≦x+y≦1.0、0≦a≦24、1≦b≦30、0≦c≦30を満たすアモルファス合金粉末、またはナノ結晶を含んでいるアモルファス合金粉末であることを特徴とする、アンテナ用コア。 An antenna core as claimed in claim 3, the soft magnetic metal powder represented by the general formula (Fe 1-x Co x Ni y) 100-a-b-c Si a B b M c, where In the formula, M is Nb, Mo, Zr, W, Ta, Hf, Ti, V, Cr, Mn, Y, Pd, Ru, Ga, Ge, C, P, Al, Cu, Au, Ag, Sn, Sb. X, y are atomic ratios, a, b, c are atomic%, and 0 ≦ x ≦ 1.0, 0 ≦ y ≦ 0.5, 0 ≦ x + y, respectively. An antenna core characterized by being an amorphous alloy powder satisfying ≦ 1.0, 0 ≦ a ≦ 24, 1 ≦ b ≦ 30, 0 ≦ c ≦ 30, or an amorphous alloy powder containing nanocrystals. 請求項1乃至5に記載のアンテナ用コアであって、軟磁性金属粉末が、厚み10μm以下の偏平な形状を有する軟磁性金属粉末であることを特徴とする、アンテナ用コア。 6. The antenna core according to claim 1, wherein the soft magnetic metal powder is a soft magnetic metal powder having a flat shape with a thickness of 10 μm or less. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のアンテナ用コアであって、結着材として用いる樹脂が、エポキシ樹脂及び/又はポリエーテルサルホン樹脂であることを特徴とする、アンテナ用コア。   The antenna core according to any one of claims 1 to 6, wherein the resin used as the binder is an epoxy resin and / or a polyether sulfone resin. 請求項1乃至7のいずれかに記載のアンテナ用コアに導線を巻回してなることを特徴とするアンテナ。   An antenna comprising a conductor core wound around the antenna core according to any one of claims 1 to 7. 請求項8に記載のアンテナであって、30〜200kHzの長波帯の電波を送信、受信、又は送受信するためのアンテナであることを特徴とする、アンテナ。   The antenna according to claim 8, wherein the antenna is an antenna for transmitting, receiving, or transmitting / receiving a long wave of 30 to 200 kHz. 請求項9に記載のアンテナを送信アンテナ、受信アンテナ、又は送受信アンテナとして用いることを特徴とする、自動車用キーレスエントリーシステム。   A keyless entry system for an automobile, wherein the antenna according to claim 9 is used as a transmission antenna, a reception antenna, or a transmission / reception antenna. 請求項9に記載のアンテナを送信アンテナ、受信アンテナ、又は送受信アンテナとして用いることを特徴とする、タイヤ空気圧モニタリングシステム。     A tire pressure monitoring system using the antenna according to claim 9 as a transmission antenna, a reception antenna, or a transmission / reception antenna. 請求項9に記載のアンテナを受信アンテナとして用いることを特徴とする、電波時計。   A radio timepiece using the antenna according to claim 9 as a receiving antenna. 請求項9に記載のアンテナを送信アンテナ、受信アンテナ、又は送受信アンテナとして用いることを特徴とする、無線周波数識別システム。   A radio frequency identification system using the antenna according to claim 9 as a transmission antenna, a reception antenna, or a transmission / reception antenna. 請求項9に記載のアンテナを送信アンテナ、受信アンテナ、又は送受信アンテナとして用いることを特徴とする、電子式物品監視システム。   10. An electronic article monitoring system, wherein the antenna according to claim 9 is used as a transmission antenna, a reception antenna, or a transmission / reception antenna.
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